ปั๊มไอออน: การใช้งานและการทํางานในสุญญากาศระดับสูงพิเศษ 13 ตุลาคม 2020
2 MIN READ
ปั๊มเก็บไอออน หรือที่เรียกว่าปั๊มสปัตเตอร์ไอออน หรือเพียงแค่ปั๊มไอออน มีประสิทธิภาพสูง เงียบ และต้องการการบํารุงรักษาน้อย ทําให้เทคโนโลยีนี้เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจสําหรับการใช้งานสุญญากาศสูงพิเศษ (UHV) ต่างๆ
ปั๊มไอออนทํางานอย่างไร
ปั๊มไอออนใช้สนามแม่เหล็กขนาดใหญ่ภายในห้องแยกและใช้แรงดันไฟฟ้าสูงเพื่อดึงอิเล็กตรอนเข้าไปในชุดประกอบ โดยอาศัยการสปัตเตอร์ของวัสดุตัวรับที่อยู่ภายในชุดเซลล์และผ่านการปลูกถ่ายหรือฝังอิออนที่ผลิตขึ้น
ในระหว่างการทํางาน โมเลกุลก๊าซที่ถูกปั๊มด้วยการดูดซับทางเคมีและการดูดซับทางกายภาพจะยึดติดอย่างถาวรและไม่สามารถมีส่วนร่วมกับแรงดันของห้องอบได้อีกต่อไป
ประเภทของปั๊มดักจับไอออน
เราสามารถแบ่งปั๊มตัวดักไอออนออกเป็นสามประเภท แต่ละประเภทมีข้อดีและข้อเสีย
ไดโอดแบบดั้งเดิม (CV)
ปั๊มไอออน CV ให้ความเร็วสูงสุดที่เป็นไปได้สําหรับก๊าซปฏิกิริยา รวมถึงสุญญากาศและความเสถียรทางไฟฟ้าที่เหนือกว่า อย่างไรก็ตาม ปั๊มตัวดักไอออนประเภทนี้ไม่ให้ความเสถียรในระยะยาวสําหรับการปั๊มก๊าซที่มีค่า
ปั๊ม CV ใช้วัสดุแคโทดที่สร้างขึ้นจากไทเทเนียม ซึ่งทําปฏิกิริยากับก๊าซที่สามารถดูดได้ซึ่งสามารถปั๊มผ่านการดูดซับสารเคมีได้ เช่น N2, O2, H2, CO, CO2 ไอน้ํา และไฮโดรคาร์บอนเบา
ก๊าซที่มีค่าที่ไม่เกิดปฏิกิริยาจะถูกปั๊มโดยส่วนใหญ่ผ่านการปลูกถ่ายไอออน ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทําไมปั๊ม CV จึงทํางานที่ความเร็วที่ลดลงอย่างมากเมื่อจัดการกับก๊าซที่มีค่า
ไอออนดิฟเฟอเรนเชียล (DI) หรือไดโอดคุณภาพสูง
ปั๊ม DI หรือปั๊มไดโอดไอออนคุณภาพสูงจะทํางานที่ความเร็วต่ํากว่าปั๊ม CV ไอออนเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม ปั๊ม DI ช่วยให้การปั๊มก๊าซที่มีค่าเสถียรที่ความเร็วลดลงเล็กน้อยเท่านั้น
ปั๊ม DI ใช้วัสดุแคโทดที่ผลิตจากแทนทาลัมที่มีราคาสูงกว่า ซึ่งเป็นวัสดุที่แข็งมากและมีมวลอะตอมสูง แทนทาลัมจะสะท้อนไอออนก๊าซมีค่าในรูปอนุภาคที่เป็นกลางที่มีพลังงานสูงกว่าไทเทเนียมอย่างมาก
ผลลัพธ์ที่ได้คือความลึกในการปลูกฝังที่สูงขึ้นมาก
ไตรโอด
ปั๊มไอออนไตรโอดให้การปั๊มก๊าซที่มีค่าที่เสถียรที่ 80% ของความเร็วในการปั๊ม CV ด้วยแรงดันเริ่มต้นที่สูงขึ้น อย่างไรก็ตามความเร็ว UHV จะลดลง ความไม่เสถียรทางไฟฟ้าเป็นเรื่องปกติ และการผลิตมีต้นทุนสูง
ปั๊มไตรโอดใช้วงแหวนไทเทเนียมแรงดันลบที่ต่อสายดินเป็นวัสดุแคโทดและแผ่นสะสมที่ศักย์แอโนด โดยทั่วไปแล้ว ผนังด้านในของภาชนะปั๊มจะทําหน้าที่เป็นอิเล็กโทรดที่สาม
ผลลัพธ์ที่ได้คือความเร็วในการปั๊มที่สูงขึ้นและความเสถียรที่มากขึ้น
การใช้งานและข้อดีของปั๊มตัวดักจับไอออน
ปั๊มดักจับไอออนมักใช้ในระบบ UHV ทั่วไป การวิเคราะห์พื้นผิว และการใช้งานด้านฟิสิกส์พลังงานสูง
นอกเหนือจากการผลิตแรงดัน UHV แล้ว ปั๊มตัวดักจับไอออนยังเป็น:
- ปราศจากไฮโดรคาร์บอน
- ทํางานได้ที่อุณหภูมิสูง
- ทนต่อรังสีและสนามแม่เหล็กสูง
- ไม่มีการสั่นสะเทือน
- ต้องการการบํารุงรักษาต่ํา
- ทํางานได้โดยไม่ต้องมีวาล์วแยกทางเข้า
ข้อดีเหล่านี้ทําให้ปั๊มดักจับไอออนเหมาะสําหรับอุปกรณ์ที่มีความแม่นยําสูง น่าเสียดายที่ปั๊มเหล่านี้อาจทํางานได้ไม่ดีในการปั๊มก๊าซที่มีค่า ต้องใช้แรงดันไฟฟ้าสูง และต้องใช้ปั๊มเทอร์โบโมเลกุลหรือปั๊มรองเพื่อสร้างแรงดันเริ่มต้น
สุญญากาศระดับสูง สูงพิเศษ และสูงมาก: พื้นฐาน
ดาวน์โหลด eBook ของเราเพื่อทําความเข้าใจความท้าทายที่เกี่ยวข้องกับการบรรลุและการทํางานกับสุญญากาศระดับสูง สูงพิเศษ หรือสูงมาก และสิ่งที่ต้องพิจารณา
- ผลิตภัณฑ์ของเรา
- บทความความรู้
- บล็อกที่เกี่ยวข้อง
ผลิตภัณฑ์ของเรา
